1. 研究目的与意义
随着时代的发展，人类经历了原始社会、农业革命、工业革命，现如今已全面步入互联网发展的时代，光电结合技术以及人工智能领域是如今人类发展进步的的主要行进方向，而半导体技术是研究人工智能、光电结合不可或缺的基础材料，其研宄范围广泛，最核心的同时也是众多学者开展的研究方向，便是对新兴半导体纳米光电材料在各领域的应用以及未来前景方面的探索与开发随着全世界信息技术的飞速发展，以微电子和光电子为基础的通信和网络技术成为世界最新技术的核心。近年来，由于纳米技术的兴起以及 ZnO相比于同样是宽带半导体的 Ga N有诸多的优势，比如室温下激子束缚能 (60me V) 成方法较多和成本低廉等，它得到了更多的关注。氧化锌除了在光电性能上具有的独特的优势以外，由于它特有的量子尺寸效应、耦合效应和界面效应，使其在发光元件、光波导器件、太阳能电池窗口材料、表面声波元件、气体传感器及压敏电阻等方面有着广泛的用途。
纳米结构的ZnO具有优异的电、磁、光性能，并在当今许多材料研究热点领域有相当活跃的表现。与普通 Zn O相比，纳米 Zn O颗粒尺寸小，微观量子效应显著，并展现出许多优异性质，如压电性、非迁移性、荧光性、散射和吸收电磁波的能力等。而且这些性质都是众多材料科学家所渴望的，并做了大量科研工作集中于纳米 Zn O材料的制备、掺杂和应用等方面。现阶段纳米技术的发展趋势将会是:一维纳米结构诸如纳米线、纳米管及纳米带，它们独特的物理和化学性质将作为一种重要的材料类型在应用光学、光电和电子设备方面发挥潜在的作用。特别是，这些高纵横比一维纳米结构已经被广泛地研究和应用在了真空微电子设备，包括场发射显示器 (FED)、电子来源和为提供低刺激电场和高电子发射效率的高功率射频放大器。面临的主要挑战是一个大面积的显示、高生产率、高亮度、低成本，低功耗。随之世界各国相继大量投入研发和利用纳米 Zn O材料，使其在电子，国防，化工，航空，冶金，医学，生物和环境等方面具发挥更大的作用。
如何制备高质量的 Zn O 纳米材料，对于提高光电器件的性能有至关重要的影响。Zn O 纳米材料常用的生长方法有以下几种：水热合成法、化学气相沉积法、电化学法、分子束外延法、溶胶-凝胶法等。在众多的 Zn O 纳米材料的制备方法中，水热方法是非常常见并且简便的一种方法，它具有以下几个优点：第一，利用水热法合成的 Zn O纳米材料具有晶体纯度高、内部缺陷少等优点；第二，水热反应能极大的降低反应温度和减少反应时间，非常适用于 PET、Kapton 等柔性聚合物材料做基底的情况，避免了高温工艺对聚合物基底的损害[126]；第三，水热方法所需的工艺设备简单、成本低廉，绿色环保，产品生产率高。综合以上考虑，我们最终选用水热法作为制备 Zn O纳米线的方法。2. 研究内容与预期目标
本课题主要一开始研究ZnO纳米线的基本结构以及基本的性质，主要是研究如何制备单根高质量ZnO纳米线，以及纳米线的表征及其性能的研究。主要的难点就是在于用水热法来进行单根纳米线的制备，用氮化镓作为基地利用紫外光光刻工艺阵列化的光刻胶小柱子，这是一种用于垂直排列的ZnO纳米线阵列的图案化生长方法。首先，我们使用冷场发射扫描电镜（FESEM）观测 Zn O 纳米线的形貌特征，使用高分辨率透射电镜（TEM）和 X 射线衍射仪（XRD）进一步观测所制备 Zn O 纳米线的晶体质量。
3. 研究方法与步骤
本课题主要是运用水热方法在GaN/蓝宝石的基底上垂直生长出单根ZnO纳米线
步骤：
（1）我们用Ga N/蓝宝石片作为基底，然后将它们依次放入丙酮、异丙醇、乙醇和去离子水中，分别进行超声清洗 5 分钟。将取出的Ga N/蓝宝石基底用去离子水冲洗干净，然后用气枪吹干。
4. 参考文献
[1]Wei Yaguang,Wu Wenzhuo,Guo Rui,YuanDajun,Das Suman,Wang Zhong Lin. Wafer-scale high-throughput ordered growth ofvertically aligned ZnO nanowire arrays.[J]. Nano letters,2010,10(9).
[2]郭小峰,罗义勇,王丽影,王宏波,柴坝,向前,郝晨伟,程航,朱湘馥.氧化锌纳米线的制备及其光催化性能探究[J].应用化工,2019,48(09):2150-2152.
[3]吕伟，吴莉莉，朱红梅，等．水热法制备氧化锌纳米棒［J］．山东大学学报: 工学版， 2005， 35 (6) : 1-4．
5. 工作计划
2022.03-2022.04 查阅相关文献进行文献调研；查阅资料，完成开题报告；完成英文翻译；
2022.04-2022.05 熟悉实验方法以及操作，进行实验制备单根高质量ZnO纳米线；整理实验结果和资料，优化实验；
2022.05-2022.06 整理实验结果和资料，撰写毕业论文；论文修改；
